低碳能源动力技术.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高效节能技术及其应用,主讲内容,第一部分 我国能源面临的挑战与对策,第五部分 节能原理与方法,第五部分 企业节能的基本途径,第四部分 高效节能技术与应用实例,第五部分 低碳新能源技术,第五部分,低碳新能源技术,主讲人：尹洪超,大连理工大学 能源与动力学院 教授 博士生导师,大连理工大学 能源管理与节能监测中心 主任,Tel,：,0411-84706454 13940865971,E-mail,：,hcyin,第五部分 低碳新能源技术,一,.,新的用煤发电方式及多联产技术,二,.,核能,三,.,生物质能源,四,.,太阳能利用,五,.,风力发电,六,.,新能源汽车,七,.,水,电,八,.,沼气技术,九,.,地热发电和海洋能发电,十、海洋发电,第五部分 低碳新能源技术,主要消费能源为煤炭,占70%以上；火电占77%，水电占20%,中国能源消费中，煤炭消费占,70%以上,份额，因此以煤为消费主体的格局短期内不会改变，这就决定了中国能源政策的制定与实施都必须优先考虑煤。,我国属以煤为主的低质型能源消费结构，是客观上造成我国能源经济利用效率低、污染严重、产品能源成本高、市场竞争能力差的根本原因。,不同发电方式在全生命周期内的,碳排效,（,g/,kwh,）依次为,：,煤电,275,油电,204,天然气电,181,太阳能光伏发电,55,海洋能发电,35,风电,20,地热发电,11,核电,8,水电,6,新的用煤发电方式及多联产技术,所以要大力发展水电、核电和再生能源发电,年份,总装机容量（亿,KW,）,火电,%,水电,%,核电,%,非水再生能源,发电,%,2010,9,75,20.4,1.2,3.4,2020,1516,64.8,20.3,4.4,10.5,2030,2021,51.1,19.1,9.6,20.2,2050,2728,31.6,16.4,14.5,37.5,到,2050,年，火电将下降到总容量的,31.6%,，核电占,14.5%,，水电占,16.4%,，非水再生能源将占,37.5%,;,到,20,3,0,年，火电将下降到总容量的5,1.,1,%,，核电占9.6,%,，水电占,1,9,.,1,%,，非水再生能源将占20.2,%,我国未来电力结构发展,第五部分 低碳新能源技术,一,.,清洁煤技术,1,.,清洁煤技术,清洁煤技术将放在低碳经济与新能源产业领域最重要的位置。富煤贫油少气的资源条件，决定了火电为主体的能源格局短期内不会改变，发展无污染的清洁煤发电技术是我国实现低碳经济的关键。,目前清洁煤发电技术：,（,1,）超临界发电技术；,实行“上大关小”的强制性退出机制,（,2,）整体煤气化联合循环发电技术（,IGCC,）；,（,3,）煤气多联产技术。,我国主要消费能源为煤炭 占70%以上；,火电占77%,第五部分 低碳新能源技术,（,1,）超临界发电技术,热力学第二定律：当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，其品位只可能降低或贬值，绝不可能提高。这样能量在数量的守恒性和质量上的贬值性，就构成了能量的全面本性。,克劳修斯：传热；,开尔文：单一热源；,卡诺效率,：,=1 T,0,/,T,A,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,1,2,3,4,郎肯循环（,T-s,图和,h-s,图）,卡诺效率,：,=1 T,0,/,T,A,4,3,2,1,T,h,1,3,2,4,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,1,2,3,4,（,1,）超临界发电技术,与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临界参数可提高效率,2,2.5%,，采用更高参数可提高约,4,5%,。,机组类型,蒸汽压力,MPa,（,22.1 MPa,）,蒸汽温度,（,374.15,）,电厂效率,%,供电煤耗,g/kWh,亚临界机组,17.0,540/540,38,324,超临界机组,25.5,567/567,41,300,高温超临界,25.0,600/600,44,278,超超临界机组,30.0,600/600/600,48,256,高温超超临界,30.0,700,57,215,与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临界参数可提高效率,2,2.5%,，采用更高参数可提高约,4,5%,。,。,第五部分 低碳新能源技术,链条炉,煤粉锅炉,1,.超临界发电技术,美国能源部提出计划开发,35MPa,/760/760/760,的超超临界火电机组,使其热效率高于,55%,污染物排放比亚临界机组减少,30%,。,欧盟,EuroStar,启动,700,级超超临界参数的,AD700,计划，目标将供电效率提高到,55,(,深海水冷却,),或,52,(,内陆电厂,),缺点：,将煤炭全部直接燃烧用于发电（USC等),，,只是,将煤单纯作为燃料，导致煤炭中高附加值成分的损失。,超超临界燃煤发电机组,气化,燃气轮机,燃料电池,净化,制氧,煤,电,合成气,液体燃料,合成,日本新能源,EAGLE,计划,日本新能源,EAGLE,计划,第五部分 低碳新能源技术,（,2,）整体煤气化联合循环发电技术（,IGCC,）,未来国内的发电技术将以,IGCC,为主,，特别是在循环效率、废物利用、碳减排、节水等方面，,IGCC,具有明显优势。,IGCC,由两大部分组成，即,煤的气化与净化部分,和,燃气蒸汽联合循环发电部分,。,IGCC,的基本路线是，使煤在气化炉中气化成为中低热值的粗煤气，粗煤气经过净化系统成为洁净的煤气，然后供给燃气蒸汽联合循环燃用，从而达到了以煤代油或天然气的目的，间接地实现了燃气蒸汽联合循环燃用固体燃料煤的愿望。,整体煤气化联合循环发电技术流程图,在目前技术水平下，,IGCC,发电的净效率可达,43%,45,，今后可望达到更高。,而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的,1/10,，脱硫效率可达,99%,，二氧化硫排放在,25mg,Nm3,左右。（目前国家二氧化硫为,1200mg,Nm3,），氮氧化物排放只有常规电站的,15%-20%,，耗水只有常规电站的,1/2-1/3,，利于环境保护。,第五部分 低碳新能源技术,（,2,）整体煤气化联合循环发电技术（,IGCC,）,第五部分 低碳新能源技术,（,2,）整体煤气化联合循环发电技术（,IGCC,）,IGCC,系统本身提供了回收,CO,2,的便利条件，即燃烧前合成煤气中的,CO,富集度高且容易转化,转化后合成气中,CO,2,的富集度提高（约,30-40%,），通过物理吸收系统将,CO,2,从合成气中分离,在目前技术水平下，,IGCC,发电的净效率可达,43%,45,，今后可望达到更高。,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的,1/10,，脱硫效率可达,99%,，二氧化硫排放在,25mg,Nm3,左右。（目前国家二氧化硫为,1200mg,Nm3,）,氮氧化物排放只有常规电站的,15%-20%,，耗水只有常规电站的,1/2-1/3,，利于环境保护。,第五部分 低碳能源动力技术,2.,整体煤气化联合循环,（,IGCC,）,华能绿色煤电,IGCC,示范工程电站在天津开工建设，,25,万千瓦，,2000,吨,/,天级两段式干煤粉气化炉，预计投资,21,亿元人民币，首台机组计划,2011,年建成。,发电效率：,48%,，脱硫效率：,99%,以上，可回收高纯度的硫，并将氮氧化物排放量控制在较低水平,。,第五部分 低碳新能源技术,（,3,）煤气多联产技术,多联产就是把用相同原料加工的,单一产品变成多种产品综合加工的创新性工厂路线和工艺流程来进行跨行业、跨部门的综合生产，以得到多种具有高附加值,的多种产品。,即用一个加工工厂代替多个加工工厂，以达到提高设备效率及劳动生产率、综合节能、深度减排、增加产值和利润的多重目标。,是当前节能减排适合我国国情的好措施，其关键在于敢于打破传统的框框，敢於创新。,第五部分 低碳热能动力技,（,3,）煤气多联产技术,热电联产,集中供暖系统,热电冷三联产,集中空调系统,热电气三联产,城市煤气系统,热电水三联产,海水淡化系统,热电气冷水多联产系统,液化天然气联合循环热电气冷水多联产系统,煤的气化（,热 电 冷 气 甲醇 化工 焦油 建材 稀有金属,）联产系统,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,1,2,3,4,煤炭多联产技术,（3）煤气多联产技术,煤的热、电、气、焦油、建材多联产技术路线,案例,项目经济效益分析,台,12MW,循环流化床锅炉进行多联产改造，总投资,1450,万元，年产焦油,8000t,按照,2000,元吨，年焦油销售收入,1600,万元投资利润率,74.4%;,投资利税率,99%;,投资回收期,3.55,年，经济效益可观。,新建,1,套,135MW,的多联产装置，总投资,10,亿元，可产焦油约,5,万吨，发电容量,13.5,万千瓦,煤气,1.2,亿,NM3,，年产值为,5.1,亿元（未计精细化工），利税为,1.4,亿元,投资回收期,8,年（含建设期,2,年）。,以煤的多联产技术作为例子说明煤的清洁,、,综合利用的预期结果,水煤浆代油,Gasification,(,裂解气化,),洗煤,（,22.5,）,制建材,制水泥,提钒,煤,洗选脱硫,40-50,灰渣,半焦发电,供热 制冷,发电,煤泥发电,煤矸石发电,供应煤气,污水污泥与煤混烧,生活垃圾与煤混烧,生物质废料与煤混烧,煤的清洁,、,综合利用的预期结果Prediction of Coal Clean Utilization,80kg limestone,(,石灰石,),1ton,coal(,煤,),Gasification,(,气化,),Combustion,(,燃烧,),Ash utilization,(,灰处理,),235kg,cement(,水泥,),1600MW Refrigeration,(,制冷,),6500MW Heat(,供热,),1500kWh Electric(,电力,),Residue Char(,半焦,),80kg Tar(,焦油,),300Nm3 Fuel gas(,煤气,),煤多联产的分类,以煤完全气化为基础的多联产技术,以煤部分气化热解为基础的多联产技术,煤灰完全资源化,综合利用研究,煤循环流化床燃烧发电供热,硫回收资源化利用,飞灰提取锗,灰渣提取五氧化二钒,提钒灰渣用作水泥原料,煤直接代替粘土用于新型干法回转窑生产水泥,建德锦江石煤综合利用公司2,35t/h石煤循环流化床锅炉,广西上林215MW石煤发电提钒灰渣作建材多联产系统,35,V,2,O,5,2000t,石煤电厂投资及效益估算,电厂规模：,275t/hCFB,215000kw,机组,电厂投资：,1.74,亿元,年用石煤：,70,万吨,年用石灰石：,12,万吨,年排灰渣：,66,万吨,销售收入：,8600,万元,/,年,年总成本：,5400,万元,/,年,税后利润：,2100,万元,/,年,投资回收期：投产后,5.8,年,钒厂投资及效益估算,V,2,O,5,产能：,4000,吨,/,年,项目总投资：,1.94,亿元,V,2,O,5,售价：,10,万元,/,吨,单位成本：,6,万元,/,吨,销售收入：,4,亿元,年利润：,5800,万元,投资回收期：投产后,3.34,年,用煤气合成气制二甲醚,二甲醚（CH3OCH3）,发电厂,气雾推进剂,二甲醚,民用燃料,车用燃料,化工原料,工业炉,核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比，核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，而且是电力工业减排污染物的有效途径，也是减缓地球温室效应的重要措施。,第五部分 低碳新能源技术,二,.,核能动力,核电,核裂变-链式反应,慢中子轰击U235，放出能量和23个中子,核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比，核电不排放污染气体。核电比煤电成本低2050%，是电力工业减排污染物的有效途径。,2007,年世界有,435,座核动力堆运行，占总发电份额的,19%,；欧洲,166,个；法国,59,个，达,79%,；立陶宛达,80%,；美国,103,个，,19.3%,；日本,55,个，占,30%,；英国,19,个；中国,10,个，占,1%,；,2007,年在建,30,个，亚洲,16,个，印度,7,个，中国,5,个；欧洲,6,个。,第五部分 低碳能源动力技术,二、核电,。日本福岛核电站,沸水堆循环,第五部分 低碳能源动力技术,二、核电,我国核电站,主要采用压水堆,第五部分 低碳能源动力技术,二、核电,钠快冷堆循环,第五部分 低碳能源动力技术,二、核电,第五部分 低碳新能源技术,核电,二,.,核能动力,我国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体系的国家之一。在工程设计方面，我国已经具备了,30,、,60,万千瓦级压水堆核电站自主设计的能力；部分掌握了百万千瓦级,压水堆核电站,的设计能力。,但目前我国核能利用程度还很低，截至,2008,年底，我国已投产的核电站有,6,座，共,11,台核电发电机组,906.9,万千瓦，仅,占全国总装机容量的,1.1%,左右,，远低于世界平均水平,19%,。,核电在,2010,年约为,1000,万,kw,，,2020,年达,7000,万,kw,，,2030,年达,2,亿,kw,，,2050,年达,4,亿,kw,。,第五部分 低碳新能源技术,建成时间,电站,规模,1994,年,广东大亚湾核电站,2,台发电机组 装机容量,180,万千瓦,1994,年,浙江秦山核电站,1,台发电机组 装机容量,30,万千瓦,2002,年,广东岭澳核电站,2,台发电机组 装机容量,200,万千瓦,2002,年,浙江秦山第二核电站,2,台发电机组 装机容量,120,万千瓦,2003,年,浙江秦山第三核电站,2,台发电机组 装机容量,140,万千瓦,2006,年,江苏连云港田湾核电站,2,台发电机组 装机容量,200,万千瓦,我国已建成的核电站,6,座,第五部分 低碳新能源技术,根据国务院通过的,核电中长期发展规划,，,到,2020,年，国家将完成投入运行核电装机,4000,万千瓦，在建,1800,万千瓦的目标。,我国目前已成为世界上核电站在建规模最大的国家。,在建电站,规模,投运时间,岭澳二期,2,台机组,216,万千瓦,2010,年,秦山二期扩建,2,台机组,130,万千瓦,2011,年,广东阳江,6,台机组,648,万千瓦,待定,辽宁红沿河一期,4,台机组,444,万千瓦,待定,核电中长期发展规划,图为我国规划的近期核准的核电项目分布情况。,第五部分 低碳新能源技术,辽宁红沿河核电站规划图,第五部分 低碳新能源技术,正在建设中的红沿河核电站,生物质能（,biomass energy,），,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。,地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有,1730,亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的,10-20,倍，但目前的利用率不到,3%,。,中国生物质能每年约为五亿吨标煤。,第五部分 低碳新能源技术,三.生物质能,第五部分 低碳能源动力技术,三、,生物质能,生物质资源分类,生物质发电技术,直燃,农林废弃物 蔗渣 垃圾（气）,沼气,燃料乙醇,玉米 甜高粱秸秆,纤维乙醇 甘蔗乙醇,生物柴油,废油 麻疯树,油菜 油葵 大豆 棕榈油,二甲醚,甲醇制二甲醚，替代燃料，民用和车用,生物质,大规模燃烧,热解气化,微生物转化,液化,电力,/,供热,中热值燃气,液体燃料,氢气,第五部分 低碳新能源技术,生物质能转化利用途径,生物质固体燃料发电，,2010,年为,550,万,kw,，,2020,年达,3000,万,kw,1Kg,稻草,电厂发电,居民用电,1.15,度,生化转化,乙醇燃料,0.1kg,压块技术,0.7kg,煤,热裂解技术,生物油,0.5kg,气化技术,混合燃气,1m3,生物质能应用的潜力,SUQIAN 75T/H BURNING RICE STRAW,一,CFB SCHEME DIAGRAM,DIRECT COMBUSTION PROJECT IN JIANGSU,生活垃圾发电技术,垃圾焚烧发电站,示范工程配置,3,台垃圾焚烧发电锅炉，垃圾处理量为,800,吨,/,天（,1200,吨,/,天,+2300,吨,/,天）,发电容量为,18MW,（,36 MW,）,2002,年,6,月投入运行，年处理杭州市生活垃圾约,23,万吨,循环流化床生活垃圾焚烧技术的创新点,高比重惰性物料循环,防止垃圾大块在床内的沉积和轻粒度垃圾成分的偏浮，保证稳定燃烧,特殊布风结合定向风帽结构,燃烧均匀，排渣顺畅,二次风旋涡分段燃烧,保证烟气在炉膛高温区的强烈混合和充分的停留时间，控制污染物排放,垃圾渗滤液回喷炉膛焚烧,生物质能源-微藻制油,生物质乙醇,2020,年约为,2000,万吨（主要研发大规模应用纤维素制乙醇技术）,生物质柴油可制优质石油（飞机燃油等），当前为,20,万吨,/,年，,2020,年达,200,万吨,/,年。,主要需发展油料作物，微藻制油是当前国际研发热点，微藻制油每亩产油量比同面积种大豆高,150,倍，比黄连木高,70,倍，应大力研发，是我国未来油气的重要来源.,56,每年油脂产量,万升,/(,公里,2,年,),桶,/(,公里,2,年,),产油对比,大豆,4,250,1,倍,葵花籽,8,500,2,倍,油菜籽,16,1000,4,倍,麻疯树,20,1200,5,倍,棕榈树,60,3600,15,倍,微藻,600-2400,36000-150000,150-600,倍,56,微藻种类,干生物质产量,(吨/年,*,km,2,),对比,大 豆,600,1,倍,A,.,maxima,极大螺旋藻,2700,4.5,倍,A.platensis,顿顶螺旋藻,6000-7000,10-12,倍,Chlorella,sp.(,绿藻,),8400,14,倍,Tetraselmis suecica,(绿藻),14600,24,倍,Skeletonema costatum,(,硅藻,),22300,37,倍,海藻制油及其综合利用的前景,2007,年美国,Greefuel,公司在一台,750MW,燃煤电厂,利用微藻减排烟气中,CO,2,制取生物柴油的示范工程,燃煤电厂功率,750MW,燃料烟煤的热值,6600 kcal/kg,煤中固定碳含量,60%,烟气中,CO,2,浓度,15%,锅炉燃煤量,7040,吨,/,天,微藻捕集烟气中,CO,2,效率,40%,微藻养殖面积,42,平方公里,1,年运行时间,346,天,微藻生物质的总产量,114,万吨,/,年,微藻生物质的总能量,5.7410,12,千卡,/,年,相当于电厂功率,885 MW,微藻生物柴油的总产量,相当于供应,1/3,燃料,17398,万升,/,年,（,14.8,万吨,/,年）,太阳能（,Solar,），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。,太阳能发电,是一种新兴的可再生能源。,第五部分 低碳新能源技术,四,.,太阳能,太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量,(,约为,3.75l0,26,W),的,22,亿分之一，但已高达,1.7310,17,W,，,太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于,500,万,t,煤，地球每年,6.1X10,12,亿大卡，折合标煤,87000,亿吨，是当今世界能耗的,700,倍,。,太阳能发电,是一种新兴的可再生能源。,太阳能热利用：热水器 太阳灶 太阳房 太阳能温室等,太阳能发电：太阳能光伏发电 太阳能热发电,第五部分 低碳能源动力技术,四,、太阳能,第五部分 低碳能源动力技术,四,、太阳能,太阳能热利用：,热水器 太阳灶 太阳房 太阳能温室等,太阳能发电：,太阳能光伏发电 太阳能热发电,光化学过程,是地球上最重要的化学过程之一，它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。,光生物利用,主要是通过植物的光合作用实现将太阳能转换成为生物质，储存能量的过程 太阳能制氢,第五部分 低碳新能源技术,四,.,太阳能,太阳能的,光热利用,是最主要的利用方式，其基本原理是将太阳辐射能收集起来，直接或间接转化成热能加以利用。,未来太阳能的大规模利用是,太阳能发电,，其基本原理是借助光生伏打效应将太阳能辐射能直接转换为电能，即太阳能光伏发电。,光化学过程,是地球上最重要的化学过程之一，它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。,光生物利用,主要是通过植物的光合作用实现将太阳能转换成为生物质，储存能量的过程,目前太阳能利用方式主要集中于,太阳能热水器,和,太阳能发电。,太阳能热水器,我国太阳能热利用工程主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳能干燥、海水淡化和工业用热等领域。其中,太阳能热水器,在我国得到了快速发展和推广应用，是我国可再生能源领域中产业化发展最成功的范例。,到,2006,年，我国太阳能热水器年产能已超过,1800,万,m2,，使用总量已达,9000,万,m2,，占世界的,60%,，,是世界上最大的太阳能热水器生产国和应用国。,2010,年太阳能热水器集热面积为,1.5,亿,m,2,；,2020,年集热面积可达,3,亿,m,2,第五部分 低碳新能源技术,四,.,太阳能,太阳能热水器是由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠玻璃真空集热管。,集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水,。,第五部分 低碳新能源技术,太阳能热水器基本原理,太阳能热水器的组成,集热器：,系统中的集热元件。其功能相当于电热水器中的电热管；,保温水箱：,储存热水的容器，由内胆、保温层、水箱外壳三部分组成；,支撑集热器与保温水箱的架子；,第五部分 低碳新能源技术,太阳能热水器产品,副水箱式太阳能热水器,太阳能热水工程,壁挂式太阳能热水器,坡面式太阳能热水器,我国太阳能热水器发展现状,根据国家经贸委资源与综合利用司的资料，我国已经是世界上最大的太阳能热水器生产和使用国，,全国太阳能热水器行业现有,3500,多家企业，年产量在,850,万平方米左右，年产值超过,100,亿元，从业人员达,10,多万人。,但目前行业排名前,10,位的只占太阳能热水器市场份额的,17%,，行业集中度低，产品众多难辨别。,中小企业的产品质量不够稳定，在可靠性、耐久性和舒适性等方面还与燃气热水器、电热水器有着明显差距。,第五部分 低碳新能源技术,第五部分 低碳新能源技术,太阳能发电,太阳能电池可以将光能直接转变为电能，应用非常方面，所以受到全世界的重视。利用太阳能电池不需要消耗燃料和水等其它物质，不会造成空气污染。,太阳能发电装置的规模可大可小，小的可以是数瓦或数十瓦，作为路灯或家用电器的电源，大的可以是数兆瓦或数十兆瓦的大型发电站。,四,.,太阳能,第五部分 低碳经济的能源战略,太阳能光伏发电,晶体硅电池，单晶硅 多晶硅,第二代 薄膜光电材料 非硅材料衬底,第三代 高效薄膜光伏电池 减少非光能耗,太阳能电池可以将光能直接转变为电能，应用非常方便，所以受到全世界的重视。利用太阳能电池不需要消耗燃料和水等其它物质，不会造成空气污染。,四,.,太阳能,第五部分 低碳经济的能源战略,太阳能热发电,槽式太阳能热发电,槽式抛物面反射镜 聚焦 集热器 已商业化,碟式太阳能热发电 盘状抛物面反射镜 聚焦 集热器,塔式太阳能热发电 许多大型地面反射镜,-,定日镜 跟踪机构反射聚光到塔顶吸热器,四,.,太阳能,Company Logo,太阳能光伏发电技术现状,近几年来，商业化晶体硅太阳能电池的效率从,13,-14,提高到,16,-17,。,我国计划到,2015,年新增太阳能光伏发电装机容量,250,万千瓦。,薄膜光伏电池正在推广中,效率达,8%,，其所需硅量仅为晶体硅电池的,1/200,，,160,平方米可建最大容量为,10,千瓦,太阳能光伏发电,现有,45,万,kw,，,2020,年太阳能光伏发电可达,180,万,kw,；,2050,年光伏发电可达,2,亿,3,亿,kw,。,太阳能还可用作为汽车、飞机、,船舶和飞船的,动力,太阳能双体船,Sun21,太阳能光伏发电存在的问题,太阳辐射能量密度低,发电效率较低,硅光伏电池只对特定波段的太阳辐射有效。,其余辐射能量转化为热能，导致电池温度升高，效率进一步降低。,太阳辐射不稳定,需要较高投资,（高,510,倍）,Company Logo,Company Logo,太阳能热发电技术,蓄热技术,太阳能聚光技术,槽式,-,蒸汽循环,塔式,蒸汽循环,碟式,斯特林循环,内华达州太阳能热发电站,太阳能热发电站,Company Logo,太阳能发电塔,-,太阳能热气流发电技术,澳大利亚政府承建的世界上目前最高的建筑,1000m,的大型环保能源工程,“,太阳塔,”,是加拿大国家铁塔,CN,塔的,2,倍,1,、与传统的风力发电方式不同，,“,太阳塔,”,自身能产生风动力，从而不受天气条件的限制，可以整年不间断工作。,2,、年发电量：,200MW,，可供,20,万个家庭用电，如采用传统发电方式，,co,2,的排放：,83,万吨,/,年,3.,大型发电站可以达数兆瓦或数十兆瓦,太阳能发电塔,-,太阳能热气流发电技术,集热棚采用透光隔热材料制成，吸收太阳辐射加热棚内空气，在位于集热棚中央的烟囱抽气和集热棚内热空气压力的联合作用下，引导棚内空气形成强大气流驱动涡轮机带动发电机发电。,北京延庆,1MW,塔式电站规划设计全景,第五部分 低碳新能源技术,太阳能发电,我国,1958,年开始研究光伏电池太阳能发电领域起步较早，,近几年发展势头迅猛。,1958,年开始研究光伏电池；,1971,年首次成功应用于我国发射的东方红二号卫星上；,1973,年开始将光伏电池用于地面；,20,世纪,80,年代，太阳能电池产量较低，仅应用于小功率电源系统；,20,世纪,90,年代是我国光伏发电技术和产业快速发展的时期，光伏发电逐渐应用到通信、农村偏远地区发电、气象、交通等多个领域，太阳能电池使用也以每年,20,的速率增长,进入,21,世纪，国家更加重视太阳能发电技术，目前我国已称为世界三大光伏电池生产国之一。,四,.,太阳能,我国太阳能发电技术发展现状,我国,1958,年开始研究光伏电池太阳能发电领域起步较早，,近几年发展势头迅猛。,2000,年以后，全球太阳能电池产量以年均,40,左右的速度增长。其中，中国的年增长率则高达,100,以上。,2008,年，中国超过了之前一直居全球市场份额首位的日本，,成为全球第一大生产国。,但必须清醒地认识到，我国太阳能发电技术仍存在很多问题，制约着我国太阳能产业的良性发展：,1.,我国太阳能光伏产业的硅材料主要依靠进口，特别是多晶硅原料严重依赖进口；,2.,我国太阳能产业，尤其是光伏产业的核心技术及制造装备主要在国外；,3.,促进我国太阳能发电技术可持续发展的机制和政策体系有待建立和完善。,第五部分 低碳新能源技术,第五部分 低碳能源动力技术,五,.,风电,风能是一种干净的、储量丰富、可再生的能源。风能发电可作为满足人类电力需求的主要发电方式之一。,我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及北部地区。内陆也有个别风能丰富点,其中青海、甘肃、新疆和内蒙可开发的风能储量分别为,1143,万千瓦、,2421,万千,瓦、,3433,万千瓦和,6178,万千瓦，是中国大陆风能储备最丰富的地区，,陆地装机容量可达,6-10,亿,kW,。,海上风能资源也非常丰富,装机容量可达,1-2,亿,kW,。,我国的风力发电事业发展迅猛，,2002,年我国的风电装机总量仅为,47,万千瓦,，而到,2008,年底，我国风电装机总量达,1217,万千瓦,，,居世界第四位，亚洲第一位,；,2009,年底装机总量已突破,2600,万千瓦,，,连续四年实现成倍增长,，超过德国跃居世界第二位；,全球风能理事会预测，中国将在,2020,年超越美国，成为世界最大的风力能源生产国。,2011,年中国以,6200,万千瓦位居第一，,美国、德国、印度分列第二、三、四位,。,第五部分 低碳能源动力技术,五、风电,第五部分 低碳能源动力技术,五,、风电,（年）,（万千瓦）,我国历年风电装机容量变化情况,五,、风电,我国内陆风能资源较好的区域，如内蒙古、辽宁、吉林、甘肃、江苏、新疆、黑龙江七个省的风能资源丰富，七省的风电装机容量占全国风电总装机的,80%,。,其中,内蒙古风电并网装机容量居全国首位。,第五部分 低碳能源动力技术,我国东南沿海地区风能资源较丰富，年平均风速为,4m/s,。随着陆上风电资源的紧俏，不占用陆地资源，装机规模更大的海上风电项目正日益成为风电巨头群雄逐鹿的新战场，而经济发达、海岸线辽阔、土地资源稀、电网容量大的江苏省当仁不让地成为海上风电主战场，,预计到,2020,年，全省海上风力发电装机达到,1800,万千瓦，成为,“,海上三峡,”,。,第五部分 低碳能源动力技术,五,、风电,第五部分 低碳能源动力技术,五,、风电,目前我国国内的风力设备企业的整体,设备国产化率可以达到,75%,90%,之间,，并开始成批做出口业务。我国有,70,多家设备商，其产能远超于国内市场每年,1000,万千瓦左右的装机容量。,风电技术已基本成熟，以,变浆变速机型,为主，经济性接近常规能源，将会保持较快发展。,但国内风电设备商掌握的,技术水平,相比国外还有很大差距，,成本较高,也是行业发展的制约因素,。,Company Logo,风能,英格兰研制的不同叶型风轮,一般说来，风速大于每秒,4,米才适宜于发电。,据测定，一台,55,千瓦的风力发电机组，当风速为每秒,5,米时，机组的输出功率仅为,9.5,千瓦；风速每秒为,6,米时，只有,16,千瓦；而风速每秒为,9.5,米时为,55,千瓦。可见,风力愈大，经济效益也愈明显。,负荷波动大，电网弃风严重。,Company Logo,风电场,全球最大的海上风电场丹麦荷斯韦夫,(Horns Rev),风电场，云层在风轮机后不断形成。,五,、风电,风电原定,2020,年为,3000,万,kw,，但发展迅速，,2009,已达,2600,万,kw,，可开发量,10,亿,kw,，,2020,年可能超过核电，,2050,年可超过水电,；此外，,风能还可在航运上助航,风筝动力船,“,白鲸天帆号,”,第五部分 低碳能源动力技术,4,月,23,日北京车展推出的新能源汽车,95,款,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。,新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（,BEV,，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（,FCEV,）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。,第五部分 低碳能源动力技术,六、新能源汽车,第五部分 低碳能源动力技术,六、新能源汽车,混合动力和燃料电池汽车的燃油经济性比传统内燃机汽车提高,50%,；先进柴油机节能效果与混合动力的相近，但要解决排放控制问题,要发展节油汽油机和柴油机生产技术、整车轻量化技术，平均单车耗油量为,1,吨,/,年,到,2020,年汽车保有量为,1.5,亿辆以下，普通汽油车占,50%,，其它为新能源汽车（如生物燃料汽车）及各种节能车,2009,年春节前，财政部、科技部发出,关于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知,，决定在北京、上海、重庆、长春、,大连,、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等,13,座城市开展节能与新能源汽车。,中央财政以政府补贴方式在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对购买和使用新能源汽车的单位实施一次性补助。,第五部分 低碳能源动力技术,六、新能源汽车,2009,年大连夏季达沃斯论坛期间，,257,台节能与新能源汽车（其中,207,台为国内自主品牌）密集亮相大连，使用的新能源汽车由一汽客车大连客车厂自主研发，节油率为,25%,。,第五部分 低碳能源动力技术,大连新能源汽车示范工程,车型,台数,纯电动豪华旅游大巴,10,纯电动微型轿车,10,混合动力公务车,70,混合动力出租车,100,纯电动中巴,5,混合动力公交车,62,大连市启动节能与新能源汽车示范工程,城市公共交通,大力发展轨道交通（地铁、高架等）和大运量快速公交汽车,要保留人行道和自行车道系统,立体快巴,第五部分 低碳能源动力技术,七、水电在,2010,年为,2,亿,kw,，,2030,年将达,4,亿,kw,八、沼气现有,3050,万农户在用，可省天然气,120,亿,m,3,/,年，,2020,年将达,440,亿,m,3,，沼液、沼渣是优质农肥,九、,地热发电和海洋能发电，储量不少但发展慢，将逐步开发。中低温地热直接热利用占世界首位。地热,发电主要有西藏羊八井,25Mw,、那曲,25Mw,；,十、海洋发电也在逐步开发，预计,2020,年为,40Mw,，,2030,年为,200Mw,，,2050,年为,8000Mw,